回顾：黑洞其实是“红洞”？周围有圈红色光环，证明了相对论的正确性

不少人都曾幻想过穿越时空，回到过去或者未来，也有很多影视作品和文学作品乐此不疲讨论的一个话题，穿越时空真的就是异想天开吗？并不是！

在1930年，爱因斯坦等人提出一个震惊世界的假设，宇宙中有个特殊的通道，可以连接不同的时空，实现人们穿越时空的梦想，他们将这个通道称之为虫洞。那么虫洞到底在宇宙的什么地方呢？这就不得不提到黑洞了。

人们想象的穿越虫洞

黑洞是宇宙中存在的特殊天体，可以吞噬周围的一切物质，甚至是连目前已知速度最快的光线，也无法从黑洞的吸扯中逃离，也正是由于这一点，所以最初科学家将这个特殊的天体命名为黑洞，寓意看上去是个黑色的洞。

但是随着天文技术的发展，科学家对黑洞又提出来一个新的称呼，那就是红洞！他们发现黑洞并不是完全黑乎乎一片，在周围有一个红色的环状区域，这又是怎么回事呢？难道是最初的科学家搞错了？

早期人们想象的黑洞

漫长的黑洞研究

在1915年，爱因斯坦提出了一个方程式——爱因斯坦场方程，次年，一个来自德国的天文学家便根据这个方程研究出了一个结论——史瓦西半径，这个结论说明，如果一个天体的半径过于小的话，那么这个天体会出现新的变化，具有强有力的吸引力，光线也无法与之抗衡。其他天文学家则是将这种特殊的天体命名为黑洞，这是最初的黑洞假设。

伟大的物理学家爱因斯坦

他们认为，大质量的恒星在寿命走到尽头之后，就会变成中子星或者是黑洞，黑洞具有强大的吸引力，在光逃离黑洞引力的基础上会形成曲率，因此可以观测到黑洞的边缘地区。

这只是个假设，直到六十多年后，美国科学家才利用计算机技术推演出第一张黑洞照片，虽然这个照片是模拟的，但依旧震动了物理学界和天文学界，人们对宇宙中存在黑洞的假设逐渐肯定起来。

这个黑洞照片证明了先前科学家关于黑洞的研究基本是正确的，并且首次提出黑洞的扁平物质盘的形状假设。

早期科幻电影里面的黑洞

天文学家的脚步并未停止探索，在2015年，科学家在引力波学说的基础上，利用美国的超算成功模拟了两个黑洞合并的图像。

要知道，进行黑洞互相融合碰撞的模型极度困难，因为模拟所需要考虑的引力场等数学计算极度复杂，科学家借助于当时最先进的计算机技术，通过2万个小时、900个黑洞模拟的漫长过程，终于建立起来一个模型，将两个黑洞碰撞末期的情景成功模拟出来。

科学家模拟的黑洞撞击

不仅如此，负责洗照片的天文学家在此基础上有了更大的发现，那就是黑洞会影响恒星的形成，并模拟了大规模的星系结构来进行说明。

这无疑是天体研究领域的一个重大突破，而这也证明了最初爱因斯坦等科学家关于黑洞的设想，仿佛天文发现正一步步的印证爱因斯坦的广义相对论，事实真的如此吗？

人们猜测的黑洞内部

第一张真实拍摄的黑洞照片

2019年，天文学家向全世界公布，天文学界拍摄到了人类历史上第一张黑洞照片，并将其公布出来，这个照片呈现的黑洞让人惊奇，因为它的周围有一圈红色的光环，只有中间是黑色的。

这张照片直接证实了爱因斯坦的相对论是正确的，再一次印证了爱因斯坦提出来的天文假设，然而，在人们为爱因斯坦的智慧感到敬佩的时候，一个疑问也出现了，为什么黑洞周围是红色的呢？是科学家处理照片的时候出错了吗？

第一张黑洞照片

自然不是的，这张照片历经两年时间，由美国和德国的天文科学家一起通过超算计算出来的，整个过程相当严谨，不会出错的。

当时科学家为了能拍摄到这张照片，科学家采用了一种名为VLBI也就是甚长基线干涉测量的技术，将地球上分布在不同地区的8台射电望远镜整合成一个约等于地球直径的射电抛物面天线，同时对同一地点的黑洞进行观察。

在观察完成后，便是数据处理工作，由于射电望远镜并不是直接拍摄的图像，而是各种数据，因此需要将数据转变成图像。

黑洞在宇宙中的位置

当时总共存储了几百万GB的数据，分别送往了美国和德国的研究中心进行处理。相关研究人员通过数字技术基本上消除了无关数据，只保留了黑洞数据，在各自处理完数据后，两个研究中心便开始进行数据融合。

这个过程十分缓慢艰难，不仅要辨别不同射电望远镜本身所导致的问题，还要针对不同的数据进行比对分析，互相补充。

等全部数据都比对修整完整，再将这些数据发送给另外四个研究中心，由他们将数据转发成图像。

天文研究中心

这个过程的每一步都经过严密的计算、数据比对等，其结果是完全可信的，那红色区域怎么解释呢？我们接下来说说。

红洞

为什么黑洞周围会有光？理论上，黑洞本身不会发光，但是黑洞并不是无穷大的，在黑洞与外界的交接地界，光线正在逃离，避免被黑洞吞噬，由此黑洞的周围并不是黑乎乎一片，是有光的，这片区域也正是被射电望远镜捕获到的区域——红色光环。

黑洞并不是全黑

在天文学界，他们将这片区域称之为吸积盘，吸积盘是黑洞的引力对周围物质进行牵引进而吞噬导致形成的，这张珍贵的照片上的光就是吸积盘贡献的。

黑洞发红的原因

另外，还有细心的小伙伴们发现，这个光环好像不是很对称，上面暗，下面亮，这又是怎么回事呢？其实这种情况被科学家称之为多普勒效应，它是指物质的辐射波长会因为与观测者的距离而产生变化。

也就是说，当观察者距离辐射光源近时，观察者能接收到的频率就会提高，当辐射光源远离观察者时，能接收到的频率就会变低，因此红色光环就有的明亮有的黯淡了。通过对吸积盘的研究，可以帮助科学家进一步了解黑洞的质量等。

黑洞的吸积盘

至于说为什么捕获的光呈现为红色，而不是蓝色白色的呢？其实并不是因为捕获的光线是红色的，而是科学家选择了用红色来呈现捕获到的光线。由于这张照片是射电望远镜贡献的，而射电望远镜观测的其实是电磁波，不是具体的影像。

科学家在处理射电望远镜提供的数据时，就可以自主选择那些好看的颜色将其作为图像呈现出来。也就是说，如果科学家喜欢，他们甚至可以将这个红环变成绿环、蓝环、紫环等。

科学家们模拟的黑洞

随着对黑洞的进一步探索，再一次印证了爱因斯坦的广义相对论，证明了宇宙中黑洞的存在，不知道在更久远的未来，随着对宇宙了解的深入，能不能更好的拍摄黑洞图片，让人们再一次窥测黑洞的神秘面目。

宇宙中存在着许多黑洞

我们也有理由相信，随着科学技术的进步，科学家有可能会证明到爱因斯坦提出来的另外一个假设——白洞。

白洞与黑洞相反，黑洞吞噬物质，而白洞则往外面喷射物质，甚至有人开玩笑说，白洞是将黑洞吃下去的东西吐了出来。

虽然现在还没有白洞的消息，但是看看黑洞漫长的发现过程，也就释然了，可能白洞到这个世纪结束依旧不会有任何进一步的发现，不过在人类孜孜不倦的宇宙探索中，迟早会进入人类的视野。